杏果实硬度的关联分析与功能标记研究

杏果富含多种营养物质，是初夏重要水果之一。但杏果成熟后硬度迅速下降，果实贮运性能差、货架期短以及易腐烂变质，严重影响杏果实的商品价值。我国蕴藏着丰富的杏种质资源，这为从育种角度增加果实硬度，提高杏果贮运性能和商品价值提供可能。本研究将在已获得普通杏（Prunus armeniaca L.）初级核心种质的基础上，首先对普通杏初级核心种质遗传群体结构进行分子多样性评价和调整，分析该群体在全基因组上的遗传连锁不平衡情况。然后，分析exo-PG、XTE、LOX和EXP等果实软化相关基因在普通杏群体上的序列多态性，并采用全基因组扫描和候选基因两种策略对成熟果实硬度等相关特性进行系统的关联遗传学分析。最后，将与杏果实硬度相关的SNP标记转化为简单稳定的SSR、SSCP或CAPS等分子标记。这一研究将对阐明杏果实软化机制和揭示杏果实硬度遗传规律有重要意义，也将为其它果树优异等位基因的发掘提供了新思路。

为了充分发掘、利用我国丰富的杏种质资源，通过育种途径增加杏果实硬度、改善贮运性能和提高商品价值，开展了本研究。主要结论及成果如下：①通过对普通杏的遗传多样性分析和群体结构评价，表明杏资源遗传关系与地理生态分区间有明显的联系，同一地理来源或生态群的品种基本上聚为一类；不同地理来源的品种间存在着不同程度的遗传分化。华北生态群普通杏种质具有丰富的遗传多样性，并且其它每个群体内都或多或少地带有华北生态群的血缘关系。黄土高原的黄河上游地区是普通杏的多样性中心。②通过连续两年（2011和2012年）对不同杏种质资源的果实硬度等相关性状进行调查，结果发现不同地理来源间的杏果实硬度也存在着显著差异，西南品种和欧美品种的果实硬度较大，而东南品种、新疆品种果实硬度最小。③首次报道了普通杏群体的连锁不平衡情况，通过基于全基因组的SSR位点分析，发现杏基因组存在高重组、高变异的现象，连锁不平衡水平较低，衰减距离短。④比较基于K模型和K+Q模型的关联分析，发现CPSCT018、PS8和CPPCT022共3个SSR标记与杏果实硬度相关联，且有较好的重复性，其不同年份的表型变异解释率分别为0.4~0.8，0.14~0.53，0.32~0.94。⑤建立了一种基于单碱基突变的双向等位基因特异PCR (Bi-PASA)技术，并能很好地应用于杏单核苷酸多态性分型研究。⑥克隆了不同硬度品种间控制果实硬度的相关候选基因，在发现其SNP突变位点的基础上，在自然群体中检测这些SNP位点的基因型，方差分析发现PG1525位点、LOX149位点和EXP315位点的基因突变对杏果实硬度的影响达到显著水平。⑦通过对‘骆驼黄×金太阳’与‘串枝红×金太阳’两组合杂交实生苗的果实硬度调查和基因型检测，发现这3个SSR标记（CPSCT018、PS8和CPPCT022）与3个SNP标记（PG1525、LOX149和EXP315）均能在后代中得到验证。⑧迄今为止，受本项目的资助在国内外期刊上发表相关论文7篇。